Viime viikolla NASA:n verkkoon pujahtaneen dokumentin mukaan Google olisi saavuttanut niin sanotun kvanttiherruuden. Dokumentin mukaan yrityksen Sycamore-kvanttipiiri laskisi 53 kubitilla 200 sekunnissa, kun nykysuperkoneiltakin tehtävän suoritus kestäisi 10 000 vuotta. Tässä Nanobitteja-sivuston katsaus muihinkin kvanttietokoneiden ratkaisujen kehitykseen. Mukana myös linkki kohuttuun kvanttidokumenttiin.
Tiedon siirtäminen ja virheiden korjaaminen kvanttijärjestelmässä on edelleen haaste tehokkaiden kvanttitietokoneiden tekemiselle. Näihin ongelmiin tutkijat tarjoavat monenlaisia ratkaisuja. Esimerkiksi Purduen ja Rochesterin yliopiston tutkijat osoittavat menetelmän välittää informaatiota siirtämällä elektronien tiloja.
”Tämä kokeilu osoittaa, että tietoa kvanttitiloissa voidaan siirtää siirtämättä yksittäisiä elektronin spinejä ketjussa”, toteaa Purduen yliopiston professori Michael Manfra. ”Se on tärkeä askel sen osoittamiselle, kuinka tietoa voidaan siirtää kvanttimekaanisesti – aivan erilaisilla tavoilla kuin klassinen intuitio johtaisi meidät uskomaan.”
Äskettäisessä tutkimuksessa Argonnen tutkijat ovat puolestaan luoneet sirukokoisen suprajohtavan piirin, joka kytkee magneettisen spinien kvanttiaallot eli magnonit vastaaviin energian fotoneihin. Menetelmä parittaa magnetismin ja suprajohtavuuden, minkä avulla voi sitten manipuloida kvantti-informaatiota.
Alan suuntausta hyödyntää topologisia materiaaleja sekä Majorana fermioneita. Tutkijat etsivät ratkaisua myös materiaalitekniikasta, jossa tarvittavat vuorovaikutukset voisivat esiintyä samassa materiaalissa. Myös fotoniset ratkaisut tarjoavat hyödyllisiä toimintoja.
Piitekniikkakin kurkottaa tällä alalla jo kolmanteen ulottuvuuteen ja ioniloukkotekniikan soveltajat uskovat perusratkaisunsa olevan jo niin hyvä, että voivat keskittyä laitteistonsa suorituskykynsä kasvattamiseen. Ratkaisuehdotuksina on esitetty myös fononien ja klassisen akustiikan käyttöä lomittumisien toteuttamiseen.
Lisää: Nanobitteja -sivuston uusin kvanttilaskentakatsaus (LINKKI), kvanttitietokonet sopivat erikoissovelluksiin-artikkeli Uusiteknologia 2/2018-lehdessä (LINKKI) sekä kvanttietokone-uutisia Uusiteknologia.fi:ssä (LINKKI), Googlen kvanttitietotekniikan sivusto (LINKKI) ja Reditin linkki verkossa laajalti leviävään Googlen kvanttitietokonedokumenttiin (LINKKI). Dokumentin voi ladata myös pdf-muodossa.
Kuvituskuva: IBM:n Q-kvanttitietokone